建筑中的消能减震装置
时间:20/02/21

消能减震是指把结构物中某些构件(如支撑、剪力墙等)设计成消能部件或在结构物的某些部位(节点或连接处)装设阻尼器,在风载或小震作用下消能杆件或阻尼器处于弹性状态,结构体系具有足够的抗侧移刚度,以满足正常使用要求;在强烈地震作用时,消能杆件或阻尼器率先进入非弹性状态,大量耗散输入结构的地震能量,使主体结构避免进入明显的非弹性状态,从而保护主体结构在强震中免遭破坏。


消能减震体系按其能量消耗装置的不同,可分为两类:


(一)减震构件


利用结构的非承重构件作为消能装置的结构减震体系,主要消耗地震、风等水平动力荷载的结构构件。常用的消能构件有(1)消能支撑:可以代替一般的结构支撑在抗震和抗风中发挥支撑的水平刚度和消能减震作用。(2)消能剪力墙:可以代替一般结构的剪力墙,在抗震和抗风中发挥支撑的水平刚度和消能减震作用,消能剪力墙可以做成竖缝剪力墙、斜缝剪力墙、横缝剪力墙、周边缝剪力墙、整体剪力墙和分离式剪力墙等。(3)消能悬吊构件、消能节点、消能连接:对于某些线结构,设置各种支承或者悬吊消能装置,当线结构发生振()动时支承或者悬吊构件即发生消能减振作用;在结构的梁柱节点或梁与梁节点处安装消能装置,当节点处产生角度变化或者转动式动时,消能装置即可以发挥消能减震作用;在结构的缝隙处或结构构件之间的联结处设置消能装置,当缝隙或联结处产生相对变形时耗能装置即可发挥消能减震作用。


()减震阻尼器


消能减震结构是通过减震构件的黏滞阻尼能量或塑性滞回能量的消耗,减少传递给建筑物的振动能量以达到控制反应的效果。在梁柱节点等位置装设阻尼器。强震时,结构的这些部位发生较大变形使装设在该部位的阻尼器有效地消耗地震能量。阻尼器消能装置分成两类:一类是塑性滞回装置,包括金属屈服阻尼器和摩擦阻尼器,主要是利用金属材料(钢材、铅)的塑性滞回产生的阻尼抗力消耗能量的装置。另一类是黏性阻尼装置包括黏弹性阻尼器和黏滞阻尼器以及油阻尼器,主要利用高分子化合物或黏弹性材料的剪切变形所产生的阻尼抗力来消耗能量的装置。前一类阻尼器耗能依赖于阻尼器自身的相对位移来耗能,黏滞阻尼器耗能依赖于阻尼器自身的相对速度,而黏弹性阻尼器耗能则既依赖于阻尼器自身的相对位移,也依赖于阻尼器自身的相对速度。

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